SIL3-zertifiziertes Sicherheitsüberwachungssystem für Brückenkrane

Mit der kontinuierlichen Verschärfung der behördlichen Anforderungen an das Sicherheitsüberwachungsmanagement von Hebezeugen ist die vollständige Umsetzung der Norm GB/T 28264 „Hebezeuge – Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem" zur treibenden Kraft geworden, die das Sicherheitsüberwachungssystem des Brückenkrans zur Pflichtanforderung bei der Sicherheitsabnahme macht. Kelude Schwerindustrie hat auf Basis der Siemens S7-1500F Sicherheits-SPS ein SIL3-zertifiziertes Sicherheitsüberwachungssystem für Brückenkrane entwickelt und bietet Unternehmen aus Metallurgie, Chemie und Hafenwirtschaft einen Komplettservice – von der Konzeptplanung bis zur Sicherheitsregistrierung.

SIL3-Zertifizierung: Technische Tiefe und Sicherheitsintegrität

SIL3 ist die dritte Stufe des Sicherheits-Integritätslevels gemäß IEC 61508 und GB/T 20438. Sie verlangt, dass das System auch bei Einzelfehlern sicher weiterfunktioniert und die Ausfallwahrscheinlichkeit unter 10⁻⁷ pro Stunde liegt. Das Sicherheitsüberwachungssystem von Kelude Schwerindustrie basiert auf der Siemens S7-1500F Sicherheits-SPS. Die Hardware-Konfiguration umfasst die Sicherheits-CPU CPU 1515F-2 PN, das sichere Digitaleingabemodul F-DI 16x24V sowie das sichere Digitalausgabemodul F-DQ 8x24V/2A – durchgängig in Zweikanal-Redundanz ausgelegt.

Das System deckt alle 7 Sicherheitsüberwachungsfunktionen gemäß GB/T 28264 ab: Traglastbegrenzung, Hubhöhenbegrenzer, Fahrwegbegrenzer, Fahrgeschwindigkeits-Erfassung, Wind- und Rutschschutz, Verriegelungsschutz sowie Fehlerselbstdiagnose. Die Not-Aus-Funktion erreicht dabei SIL3/PLe: Der zweikanalige Not-Aus-Taster wird über das F-DI-Modul eingelesen; unterbricht ein Kanal, wird ein sicherer Halt ausgelöst und Hauptschütz sowie Frequenzumrichter-STO innerhalb von 200 ms abgeschaltet. Auch der Endschutz ist SIL3-zertifiziert und nutzt eine zweikanalige Konfiguration aus mechanischem Endschalter und Näherungsschalter. Überdrehzahlschutz und Lastbegrenzung erreichen SIL2/PLd und realisieren eine zweikanalige Geschwindigkeitsüberwachung über Encoder sowie eine Lastvergleichslogik über Wägezellen.

Komplettservice: Von der Hardware bis zur Abnahme

Kelude Schwerindustrie bietet einen Gesamtprozess aus Konzeptplanung, Hardware-Auswahl, Montage vor Ort, SPS-Programmierung und Inbetriebnahme bis hin zur Erstellung der Registrierungsunterlagen. Der Schaltschrank der Sicherheits-SPS ist serienmäßig enthalten; alle sicherheitsrelevanten Eingangssignale (Not-Aus, Endschalter, Türverriegelung, Lichtvorhang, LiDAR-Kollisionsschutz) sind werkseitig auf die F-DI-Module verdrahtet. Vor Auslieferung wird der F-LADDER-Sicherheitslogiktest vollständig durchgeführt. Vor Ort genügen Sensoranschluss und gemeinsame Inbetriebnahme, um das System in Betrieb zu nehmen.

Für die Registrierung stellt Kelude Schwerindustrie dem Kunden vollständige Prüfbericht-Vorlagen gemäß GB/T 28264, eine HARA-Gefahrenquellenanalyse sowie die SIL-Zertifikate bereit – das verkürzt die Registrierungsdauer erheblich. Laut Statistik aus 12 abgeschlossenen Projekten beträgt die durchschnittliche Dauer von Vertragsunterzeichnung bis zur Abnahme 18 Tage: 6 Tage Elektroinstallation, 5 Tage Integrationstest, 7 Tage Erstellung der Registrierungsunterlagen. Das entspricht einer Zeitersparnis von rund 60 % gegenüber einer eigenständigen Beschaffung und Integration.

Vergleichstabelle der Sicherheitsstufen

Typische Anwendungsfälle

Bei den 12 abgeschlossenen Projekten wurden vier Branchen abgedeckt: Stahlmetallurgie (6), Chemie (3), Hafen (2) und Energie (1). Die Tragfähigkeit der Brückenkrane reichte von 16t bis 160t, insgesamt wurden 78 Sicherheitsüberwachungssysteme installiert. Bei einem metallurgischen Brückenkransystem eines Stahlunternehmens mit 32t Tragfähigkeit konnte nach der Installation des Sicherheitsüberwachungssystems von Kelude nicht nur die Abnahme durch die örtliche Sonderprüfstelle erfolgreich bestanden werden, sondern auch die Anbindung der Sicherheitsüberwachungsdaten an das unternehmenseigene MES-System realisiert werden. Führungskräfte können Sicherheitsstatus und Störungsprotokolle jederzeit über mobile Endgeräte einsehen.

Das System wurde auf Basis der Norm DIN 15018 (Krandimensionierungsnorm) und der Norm GB/T 28264 — Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem für Hebezeuge konzipiert und gewährleistet damit eine einheitliche Spezifikation von Überwachungsdaten und Sicherheitsmanagement. Darüber hinaus sind Schnittstellen für intelligente Funktionen wie Pendeldämpfungsregelung des Brückenkrans und KI-basierte Sichtprüfung vorgesehen, die spätere Aufrüstungen im Sinne der Industrie-4.0-Integration ermöglichen.

Branchenverteilung der Installationen

4. Marktpositionierung

Das Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem von Kelude Schwerindustrie ist sowohl für die Erstausrüstung neuer Brückenkrane als auch für die Nachrüstung bestehender Anlagen geeignet. Bei Neuinstallationen wird die Sicherheits-SPS bereits vor Auslieferung in den Schaltschrank integriert. Für Bestandskrane bietet Kelude ein modulares Nachrüstpaket: Ein separater Sicherheitsüberwachungsschrank wird neben dem vorhandenen elektrischen Schaltschrank installiert und arbeitet unabhängig vom bestehenden Steuerungssystem. Die Systemarchitektur entspricht den Anforderungen der funktionalen Sicherheit nach IEC 61508 und DIN EN 61508 und gewährleistet eine durchgängige Sicherheitsintegrität mit vollständiger Rückverfolgbarkeit.

Häufige Fragen zur Sicherheitsüberwachung

Für weitere Informationen zu Sicherheitsüberwachungssystemen für Brückenkrane und zur Abnahme-Registrierung wenden Sie sich an das Kelude Schwerindustrie – unser technisches Team berät Sie individuell und erstellt eine kostenlose technische Bewertung.